CN107725008B - 一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，包括接箍、筛管、冲砂管，所述筛管的顶端与接箍相连，其底端通过内盲板连接，并内套于冲砂管内，所述筛管的底部盲板通过剪切销钉固定在冲砂管上，两者之间还连接有轴向滑移机构，在筛管的下端设有内冲砂孔，在冲砂管的上端设有锁紧装置，下端设有外冲砂孔，适当加压管柱，剪切销钉被剪切掉后，两者之间通过轴向滑移机构相对滑移，冲砂管的锁紧装置与接箍相连，将两者锁紧，内冲砂孔与外冲砂孔相对应连通。本发明一管两用，使筛管和冲砂管的功能合二为一，同时具有进液过流防堵优势，即使当筛眼被堵死或糊死，也能及时恢复其正常生产进液功能，最终延长油井的免修期，进一步提高了作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种防堵筛管管柱，尤其涉及一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱。
背景技术
抽油泵抽油管柱尾管底部(俗称管鞋)需要安装筛管，其管壁密布的筛眼直径一般为5～8毫米，筛管作为套管中井液进入抽油泵内的进液口，其主要作用是：一是过滤井液中诸如封隔器胶皮碎块、固井水泥碎块等大颗粒杂质，避免异物卡堵泵阀失效，但需要说明的是，并不是所有油井的井筒中都存在封隔器胶皮碎块、固井水泥碎块等大颗粒杂质，异物被吸入泵内存在一定的概率，即筛眼核心作用就是导液进泵；二是通过液流的转向流动作用起到简单的液固两相分离、沉淀砂粒等杂质作用。为了减轻地层出砂对抽油泵造成的负担，有时需要在筛管外壁包覆一层精细绕丝层(称为绕丝筛管)，利用其0.5毫米以下的筛丝缝隙(简称筛隙)来更加精细地过滤掉地层砂粒。
但是，不管是普通筛管还是绕丝筛管，自身结构上都存在两个主要的问题无法解决，一是用在井液易造成结膏、结垢的油井上时，筛眼或绕丝层容易堵死或糊死，造成进液口关闭，泵抽管柱无法进液而失效躺井；二是因筛眼孔径小、流阻大，无法满足大排量冲砂洗井的需要。而目前因油井普遍出砂严重，需要结合作业开展的冲砂洗井工作量大，这时就需要先将井下泵抽管柱整体起出井筒，再下入一趟全通径的油管柱，底部带下锯齿冲砂管，锯齿冲砂管即是一个在管口端面加工成锯齿状的油管短节，既可以起到大通径冲砂的过流作用，也可以通过井口正转油管柱传导至锯齿冲砂管来冲破捣碎井筒砂面。
由此就存在明显的弊端：一是一旦筛管的筛眼被堵死或糊死，即造成管柱马上失效躺井，需要检泵作业来更换工具恢复正常生产，导致油井正常生产的免修期缩短，投入作业费用很高；二是冲砂洗井作业需要起下两趟管柱，导致作业占井时间大幅延长、修井工序费用很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，该管柱可以集筛管与冲砂管的功能为一体,既能延长油井采油管柱上筛管的防堵塞免修期，也能简化作业工序，缩短检泵过程中冲砂、洗井的修井占井时间，提高作业效率，降低作业费用。
本发明所采用的技术方案为：一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：包括接箍、筛管、冲砂管，所述筛管的顶端与接箍相连，其底端通过内盲板连接，并内套于冲砂管内，所述筛管的底端盲板通过剪切销钉固定在冲砂管上，两者之间还连接有轴向滑移机构，在筛管的下端设有内冲砂孔，在冲砂管的上端设有锁紧装置，下端设有外冲砂孔，当井口串接油管来加深整个管柱使冲砂管底部抵到砂面或人工井底后，适当加压管柱，剪切销钉被剪切掉后，两者之间通过轴向滑移机构相对滑移，冲砂管的锁紧装置与接箍相连，将两者锁紧，内冲砂孔与外冲砂孔相对应。
按上述技术方案，所述锁紧装置包括本体，在本体的上端周向设有多个弹性锁爪，在相邻两个弹性锁爪之间设有凸块凹槽，在接箍上对应弹性锁爪设有弹性锁爪卡槽，在其端部设有接箍凸块，所述接箍凸块用于与弹性锁爪之间的凸块凹槽相对应咬合。
按上述技术方案，所述轴向滑移机构包括在冲砂管上设置的轴向滑槽，所述轴向滑槽与外冲砂孔错开设置，在筛管上设有滑块销钉与轴向滑槽相配置。
按上述技术方案，在冲砂管的下端部设有外盲板。
按上述技术方案，在冲砂管的下端设有捣砂锯齿。
按上述技术方案，所述剪切销钉安设在内盲板上。
按上述技术方案，所述内冲砂孔和外冲砂孔均为腰圆形孔。
按上述技术方案，在筛管上设有多列筛眼，相邻列的筛眼之间错开设置。
按上述技术方案，若在筛管的筛眼部分外壁包覆绕丝层，即可构成绕丝筛管，同样不影响转换成冲砂管的使用。
正常下井时，筛管与冲砂管呈“分离”状态，筛管的底部部通过内盲板与剪切销钉固定，以防止运输及下井过程中误碰致使筛管进入冲砂管内而遮挡筛眼过流。此时，筛管起到正常进液过滤作用。且由于筛管的内盲板的作用，进入冲砂管内的液体几乎不会进入筛管内，此时，可以进行正常的采油工作。
当判断筛管的筛眼发生堵塞，泵抽管柱无法进液时，只需在井口串接几根油管将整个泵抽管柱延长加深放下去，当本发明冲砂管底部触及砂面或人工井底时，井口适当给管柱加压，力度为所有剪切销钉的总剪断力，如本发明目前设计的0.5吨力左右，筛管与冲砂管即可剪断剪切销钉而套合在一起，同时冲砂管顶部弹性锁爪锁紧筛管顶部接箍，使筛管与冲砂管轴向不再分离，此时筛管与冲砂管底部侧面的大通道冲砂孔即自动闭合，由筛眼过滤进液状态转换为大排量进液状态。此时虽然不具有过滤井液杂质的功能，但却可以解除筛眼堵塞，避免泵抽管柱马上失效躺井，最后再将管柱提回原泵挂深度，即可马上恢复其正常生产进液功能，从而延长油井的免修期。
由于筛管内盲板和弹性锁爪台阶孔的限位装配关系，不管在何种工作状态下，冲砂管永远都不会与筛管脱离落井。
本发明所取得的有益效果为：
本发明与全通径式抽油泵配套使用，当进行正常的采油工作时，筛管发挥其正常进液过滤功能，当油井作业需要冲砂洗井或筛管的筛眼被堵死或糊死时，不再需要起出原泵抽管柱后再下入冲砂管柱，而只需起出抽油杆柱后，在井口串接几根油管将整个泵抽管柱延长加深下去，由筛眼过滤进液状态转换为大排量进液状态，本发明一管两用，使筛管和冲砂管的功能合二为一，同时具有进液过流防堵优势，即使在结膏、结垢、出砂油井生产过程中，当采油管柱的筛管上的筛眼被堵死或糊死，也能及时恢复其正常生产进液功能，最终延长油井的免修期，进一步提高了作业效率。
附图说明
图1为本发明处于正常采油状态时的剖视图。
图2为本发明处于冲砂管状态时的剖视图。
图3为图2的外部局部示意图。
图4为图1中的B-B剖视图。
图5为图2中的C-C剖视图。
图6、图7、图8为本发明的锁紧装置处于未锁紧状态的立体示意图。
图9为本发明的锁紧装置处于锁紧状态时的立体示意图。
图中：1—接箍；1-1—锁爪卡槽；1-2—接箍凸块；2—筛管；2-1—筛眼；2-2—内冲砂孔；3—锁爪；3-1锁爪凹槽；4—冲砂管；4-1—滑槽；4-2—外冲砂孔；4-3—捣砂锯齿；5—内盲板；6—滑块销钉；7—剪切销钉；8—外盲板；9—焊缝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-5所示，本实施例提供了一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，包括接箍1、筛管2、冲砂管4。在筛管上设有多列筛眼2-1，相邻列的筛眼之间错开设置以增加筛管的强度，所述筛管2的上端与接箍1通过螺纹相连，其下端部通过内盲板5封闭，筛管2的下端内套于冲砂管4内，内盲板5通过剪切销钉7固定在冲砂管4上，两者之间还连接有轴向滑移机构。在筛管2上位于筛眼的下方设有腰圆型状的内冲砂孔2-2，在冲砂管4的上端设有锁紧装置，下端设有腰圆型状的外冲砂孔4-2，端部设有捣砂锯齿4-3，当管内加压，剪切销钉7被剪切掉后，两者之间通过轴向滑移机构相对滑移，冲砂管4上端的锁紧装置与接箍1相连，将两者锁紧，内冲砂孔2-2与外冲砂孔4-2相对应。
所述轴向滑移机构包括在冲砂管4上设置的轴向滑槽4-1，所述轴向滑槽4-1与外冲砂孔4-2错开设置，在筛管2上设有滑块销钉6与轴向滑槽4-1相配置。为防止冲砂管插入砂面后，砂柱进入冲砂管与筛管之间的孔隙导致冲砂管与筛管两者无法闭合，在冲砂管4的端部设有外盲板8。本发明中，可以在筛管的筛眼部分外壁包覆绕丝层，构成绕丝筛管，同样不影响转换成冲砂管的使用。另外，为防止冲砂管4相对筛管滑移时落井，所述锁爪3的内壁设有台阶孔，使台阶孔的内径小于内盲板5的外径，方便两者轴向限位。
如图6-9，所述锁紧装置包括本体，本体通过焊缝9与冲砂管4相连，在本体的上端周向设有多个弹性锁爪3，在接箍上对应弹性锁爪设有弹性锁爪卡槽1-1，在两者相向滑移时，弹性锁爪3微张开，直到锁爪卡槽1-1处收拢卡紧，从而对冲砂管实现轴向固定。为实现接箍与冲砂管之间的扭矩传递，在接箍下端部设有接箍凸块1-2，在本体上位于相邻两个弹性锁爪3之间设有凸块凹槽3-1，所述接箍凸块1-2用于与凸块凹槽3-1相对应，在两者锁紧时，接箍凸块1-2卡设在凸块凹槽3-1内，便于冲砂洗井时，通过旋转管柱来捣碎沉砂。
本发明的工作过程为：正常下井时，筛管2与冲砂管4呈“分离”状态，如图1所示，筛管的底部通过内盲板与剪切销钉7固定，此时，筛管2起到正常进液过滤作用。且由于筛管的内盲板5的作用，进入冲砂管内的液体几乎不会进入筛管内，此时，可以进行正常的采油工作。
当判断筛管2的筛眼2-1发生堵塞，泵抽管柱无法进液时，只需在井口串接几根油管将整个泵抽管柱延长加深放下去，当本发明冲砂管4底部触及砂面或人工井底时，井口适当给管柱加压，力度为所有剪切销钉的总剪断力，如本发明目前设计的0.5吨力左右，筛管2与冲砂管4即可剪断剪切销钉7而套合在一起(筛管2与冲砂管4之间存在间隙)，冲砂管4顶部弹性锁爪3锁紧筛管2顶部接箍1，使筛管2与冲砂管4轴向不再分离，此时筛管2与冲砂管4底部侧面的大通道冲砂孔4-2即自动闭合，如图2所示，由筛眼过滤进液状态转换为大排量进液状态。此时虽然不具有过滤井液杂质的功能，但却可以解除筛眼堵塞，避免泵抽管柱马上失效躺井，最后再将管柱提回原泵挂深度，即可马上恢复其正常生产进液功能，从而延长油井的免修期。
由于筛管内盲板和弹性锁爪台阶孔的限位装配关系，不管在何种工作状态下，冲砂管永远都不会与筛管脱离落井。
本发明与全通径式抽油泵配套使用，当油井作业需要冲砂洗井时，不再需要起出原泵抽管柱后再下入冲砂管柱，而只需起出抽油杆柱后，在井口串接几根油管将整个泵抽管柱延长加深下去，由筛眼过滤进液状态转换为大排量进液状态。本发明一管两用，使筛管和冲砂管的功能合二为一，同时具有进液过流防堵优势。
上述所述的全通径式抽油泵包括但不仅限于以下泵型：杆式抽油泵、双联柱塞液力反馈式抽油泵、固定阀可打捞式抽油泵。全通径式抽油泵共同特点：作业起出抽油杆，连带提出柱塞或泵整体或固定阀后，整个采油管柱即成为内部“全通径管柱”，实现油套连通。
Claims (6)
1.一种集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：包括接箍、筛管、冲砂管，所述筛管的顶端与接箍相连，其底端通过内盲板连接，并内套于冲砂管内，所述筛管的下端通过剪切销钉固定在冲砂管上，两者之间还连接有轴向滑移机构，在筛管的下端设有内冲砂孔，在冲砂管的上端设有锁紧装置，下端设有外冲砂孔，当井口串接油管来加深整个防堵筛管管柱使冲砂管底部抵到砂面或人工井底后，适当加压管柱，剪切销钉被剪切掉后，两者之间通过轴向滑移机构相对滑移，冲砂管的锁紧装置与接箍相连，将两者锁紧，内冲砂孔与外冲砂孔相对应连通，所述锁紧装置包括本体，在本体的上端周向设有多个弹性锁爪，在相邻两个弹性锁爪之间设有凸块凹槽，在接箍上对应弹性锁爪设有弹性锁爪卡槽，在其端部设有接箍凸块，所述接箍凸块用于与弹性锁爪之间的凸块凹槽相对应咬合，在冲砂管的下端部设有外盲板，所述剪切销钉安设在内盲板上，所述本体的内壁设有台阶孔，使台阶孔的内径小于内盲板的外径。
2.根据权利要求1所述的集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：
所述轴向滑移机构包括在冲砂管上设置的轴向滑槽，所述轴向滑槽与外冲砂孔错开设置，在筛管上设有滑块销钉与轴向滑槽相配置。
3.根据权利要求1所述的集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：
在冲砂管的下端设有捣砂锯齿。
4.根据权利要求1所述的集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：
所述内冲砂孔和外冲砂孔均为腰圆形孔。
5.根据权利要求1所述的集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：
在筛管上设有多列筛眼，相邻列的筛眼之间错开设置。
6.根据权利要求1所述的集采油与冲砂于一体的防堵筛管管柱，其特征在于：
在筛管外壁包覆绕丝层，构成绕丝筛管。
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